Ganta Igarashi es uno de los supervivientes del Gran Terremoto de Tokio, el cual hundió más de dos tercios del país en el océano. Ahora tiene catorce años y, aunque no recuerda nada de aquel desastre, solo piensa en llevar una vida normal, cosa que deja de ser posible cuando ve a un hombre cubierto de sangre a través de la ventana de clase. Este "hombre de rojo" mata a todos sus compañeros, y cuando Ganta cree ser el siguiente, el asesino le incrusta un cristal carmesí en el pecho pero dejándole con vida. Sin embargo, no solo nadie le cree, sino que es acusado por los asesinatos y condenado a cadena perpetua en Deadman Wonderland. Deadman Wonderland no es una prisión cualquiera, es un macabro parque de atracciones donde la principal atracción son los presos. Debido a la cruel naturaleza del crimen de Ganta, a su pena se suma una condena a muerte, el collar que le hacen llevar al cuello inyecta lentamente una dosis de veneno y para conseguir el antídoto de forma continuada deberá participar en los mortales juegos de Deadman Wonderland y evitar las esporádicas apariciones del Hombre de Rojo. Además, ¿quién es esa extraña chica de blanco que parece conocer a Ganta? ¿Será capaz de conseguir de nuevo su libertad y sobrevivir hasta entonces? ¿De dónde ha surgido esa extraña capacidad sobrenatural que está desarrollando?